太陽能讓生活豐富多彩

李忠東

太陽能是強(qiáng)大的能源之一已成為不爭的事實，然而它主要應(yīng)用于哪些方面，你并不一定都知道。

太陽能電影院

索爾電影院是迄今世界上最小的用太陽能供電的電影院。

索爾電影院由一個名叫“美國媒體藝術(shù)慈善暗流”的組織出資興建，用一輛兩個泊位的大篷車改裝而成。它的電影放映機(jī)靠4個大鋰離子電池驅(qū)動，鋰離子電池通過兩個120瓦的太陽能電池板充電。不必?fù)?dān)心會有許多人在里面用手機(jī)打電話，因為索爾電影院只有8個成年人或12個孩子的座位。

這家世界上最小的太陽能電影院坐落在英國的肯特，該組織希望在放映環(huán)境教育影片的同時提高人們對太陽能的認(rèn)識。

索爾電影院是一個創(chuàng)新思維的產(chǎn)物，它表明即使在很小的范圍內(nèi)也能有所作為。使筆者不解的是，為什么沒有更多的電影院在屋頂上安裝太陽能電池板呢？

太陽能電動輪椅

在阿拉伯聯(lián)合酋長國有很多著名的場所，像異國情調(diào)的酒店、世界上最高的建筑物等，但更令人驚奇的還是太陽能電動輪椅。

這把太陽能電動輪椅由一位名叫海達(dá)爾塔勒·塔勒布的47歲殘疾阿聯(lián)酋公民設(shè)計和開發(fā)。4歲時，塔勒布被診斷出患有小兒麻痹癥后，一直與輪椅為伴。為了充分利用家鄉(xiāng)大量的陽光，在收到全國領(lǐng)先的馬斯達(dá)爾可再生能源公司提供的資金后，他全身心地投入到太陽能電動輪椅的設(shè)計工作之中，并取得成功。在阿聯(lián)酋，馬斯達(dá)爾城以可再生能源城市而聞名，并正在雄心勃勃地為打造世界上第一個零排放的都市而努力。

塔勒布制作的輪椅由4個20瓦的太陽能電池提供能量，最高時速可達(dá)19千米。為了展示太陽能電動輪椅的功能，塔勒布計劃坐著輪椅行駛320多千米橫穿沙漠，以打破以往的世界紀(jì)錄。“我希望通過這次旅行，提高人們對殘疾人和可持續(xù)性能源的認(rèn)識；同時表明，作為個人，如果我們有進(jìn)行嘗試的勇氣和決心，就可以取得我們所需要的東西。”塔勒布說。

塔勒布在2010年12月2日完成了這次旅行，打破了自己兩個星期前創(chuàng)下的用太陽能電動輪椅旅行距離最長的世界紀(jì)錄。2010年11月初，塔勒布在14小時內(nèi)用輪椅走完了從阿布扎比到沙迦的近130千米的路程，被載入吉尼斯世界紀(jì)錄。

太陽能供電帳篷

在炎熱的沙漠環(huán)境里，利用來自太陽的能量具有重要的軍事意義。在過去，美國軍方憑借太陽能技術(shù)的優(yōu)勢，已經(jīng)在阿富汗和伊拉克的駐軍中配置能發(fā)電的太陽能背包和鐘表等。最近，美國軍方宣布了一個最新的太陽能計劃 ——開發(fā)能夠為通訊設(shè)備、筆記本電腦和其他電子設(shè)備提供能量的一系列覆蓋有柔性片式太陽能電池的軍用帳篷，使地面部隊在能源方面基本上做到自給自足。

美軍正在研制的太陽能帳篷有三種，它們大小各異， 發(fā)電能力不同，功率從800瓦左右至3千瓦不等。

薄片式太陽能電池是一種涂在塑料基片上的非晶硅，這種薄片制成后能固定在軍用帳篷上。利用柔韌性片式太陽能電池，能確保部隊與裝備更好地隱蔽，而目前采用的柴油發(fā)電機(jī)則很容易發(fā)出紅外線和噪聲。輕巧的太陽能電池還可以使士兵不必再攜帶笨重的備用電池，減輕士兵的負(fù)擔(dān)，從而極大地提高部隊的戰(zhàn)斗力。在阿富汗這樣的地區(qū)，太陽要到很晚才會落下，因此覆蓋有柔性片式太陽能電池的軍用帳篷大有用武之地。

“ 這項技術(shù)的測試結(jié)果顯示，覆蓋有柔性片式太陽能電池的軍用帳篷已達(dá)到要求。我們的團(tuán)隊正致力于逆變器和系統(tǒng)耐久性的研究。太陽能帳篷上面的非晶硅薄膜耐久性已經(jīng)過關(guān)，我們希望看到更多的太陽能帳篷投入使用，進(jìn)入美國軍隊裝備中。”美國陸軍裝備能源和環(huán)境助理秘書凱瑟琳·哈馬克說。

哈馬克補(bǔ)充道：“試驗結(jié)果表明，覆蓋有柔性片式太陽能電池的軍用帳篷給電池充電的效果十分理想，能確保您的通信設(shè)備、夜視鏡和電腦正常啟動。您當(dāng)然不想在山頭上安裝一臺發(fā)電機(jī)，也不愿意給發(fā)電機(jī)帶燃料或者隨身捎上電池。”

太陽能雙體船

瑞士設(shè)計制造的太陽能雙體船長31米、寬15米，是世界上最大的太陽能船。它的動力全部來自可再生能源，其中太陽能電池的利用率達(dá)到22%。船上安裝了面積為500平方米最先進(jìn)的太陽能光電芯片，為兩臺電動機(jī)提供足夠的電力，確保了14節(jié)的時速。

這艘太陽能雙體船可依靠太陽能連續(xù)航行3天，由于最先進(jìn)的鋰離子電池可以儲存過剩的能量，因此在沒有直射陽光時照樣能夠航行。

這艘太陽能雙體船2010年9月27日從摩納哥出發(fā)，橫跨了整個大西洋后于11月28日抵達(dá)邁阿密，完成了第一階段的環(huán)球之旅。它參加了在墨西哥坎昆舉行的“聯(lián)合國氣候變化框架公約”大會之后，前往瑞士出席政府舉辦的活動。在未來的幾個月中，它將繼續(xù)環(huán)游世界，參觀舊金山、悉尼、新加坡和阿布扎比，最后返回摩納哥。

該船上有多國船員，船長是法國人帕特里克，項目發(fā)起人是瑞士的拉斐爾。

太陽能道路

美國共有430多萬千米長的公共道路，過去曾有人推出一些將普通路面改換成能源和熱發(fā)電太陽能道路的設(shè)計。一家名叫“太陽能道路”的公司甚至提出，建造原型太陽能電池板道路的方案，但此舉造價昂貴，若把全國的道路加以改造，估計費用將達(dá)35 000億美元。面對如此離譜的成本，羅得島大學(xué)研究出四種可行的超級太陽能道路充電的方法。讓我們一睹為快吧。

第一種方法是通過澤西屏障收集太陽能。澤西屏障是一種隔墻，經(jīng)常被用在狹窄的道路上把兩面車道分開。羅得島大學(xué)的研究小組認(rèn)為，如果把彈性光伏電池安裝在澤西屏障的頂部，收集的能量可用于路燈和路標(biāo)。“這是一個完全可以實施的項目，因為今天的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了這個水平。”羅得島大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)教授兼研究小組負(fù)責(zé)人韋恩·李指出，“既然新一代的太陽能電池如此靈活，那么安裝后無論面對太陽的角度如何，都能夠發(fā)電。”

第二種方法是利用安裝在道路下的水管。用太陽能加熱融化道路上的結(jié)冰，使得行車更加安全。通過這一方法再也不需要通過撒鹽來融化道路結(jié)冰，從而減少與卡車牽引引起鹽粒飛濺相關(guān)的二氧化碳排放。研究生安德魯·柯瑞亞在羅得島大學(xué)實驗室建立了一個系統(tǒng)原型，以評估其有效性。“瀝青的一個特性是保熱性能非常好，”韋恩·李說，“我的測試結(jié)果表明，水在某些情況下甚至比瀝青更保熱。”

第三種選擇是使用熱電效應(yīng)。通過設(shè)置在道路不同深度的半導(dǎo)體，可以從瀝青中收集熱能。

第四種方法最為昂貴，它用包括光伏電池和其他設(shè)備在內(nèi)的獨立耐用的模塊來更換瀝青、發(fā)電和提供照明。由于成本和所需要的技術(shù)，這是目前很難實施的方法。但韋恩·李強(qiáng)調(diào)：“要讓交通運輸?shù)刃袠I(yè)接受這種先進(jìn)的技術(shù)，還需要一段時間。但是我們的高速公路使用瀝青已逾百年，改變這種狀況已經(jīng)為期不遠(yuǎn)了。”

太陽能電廠

2009年，梵蒂岡投入6.6億美元，建設(shè)了一座100兆瓦光伏的太陽能發(fā)電廠。這座歐洲發(fā)電量最大的太陽能電廠現(xiàn)在已經(jīng)竣工，并開始發(fā)電。據(jù)羅馬教廷官方日報《羅馬觀察家報》報道，隨著大片太陽能光伏電池板的安裝鋪設(shè)，梵蒂岡不僅成為全球第一個用太陽能供電的民族，而且是目前世界上最環(huán)保的國家。

太陽能發(fā)電分為光熱發(fā)電和光伏發(fā)電。通常說的太陽能發(fā)電指的是太陽能光伏發(fā)電，簡稱“光電”。光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能電池。太陽能電池經(jīng)過串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽電池組件，再配合功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。

《羅馬觀察家報》指出，由于安裝了巨大的太陽能光伏電池板，“梵蒂岡高峰時間人均太陽能發(fā)電量達(dá)200瓦，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過環(huán)保大國德國的80瓦、意大利的4瓦，成為人均太陽能發(fā)電的全球龍頭，也是所有主權(quán)國家中污染最少、最環(huán)保的。”

在梵蒂岡，主要的太陽能光伏電池板鋪設(shè)在圣瑪麗亞迪加萊里亞遺址附近3平方千米的廣闊空間。兩年前在保羅六世會議廳安裝的太陽能光伏電池板已見成效，估計每年可節(jié)省石油89.84噸，難怪意大利媒體稱教皇本篤十六世為 “綠色教皇”。

編輯/陳思宇endprint